Що таке шардинг і як він працює?

Шард — це частина бази даних, яка відокремлена від основної бази даних і зберігається на окремому сервері або в окремому місці. Це забезпечує горизонтальне розділення, де певні завдання або дані можуть бути розподілені між декількома серверами для підвищення продуктивності та масштабованості.

Шардинг зазвичай використовується у великомасштабних програмах, де обсяг даних, що зберігаються й обробляються, занадто великий для обробки одним сервером. . Розбиваючи дані на менші шарди, кожен сервер може зосередитися на певній підмножині даних, зменшуючи навантаження на окремі сервери та покращуючи загальну продуктивність системи.

Існують різні типи шардингу, зокрема:

1. Шардинг на основі діапазону: це передбачає поділ даних на діапазони на основі певного ключа або атрибута та призначення кожного діапазону окремому фрагменту. Наприклад, база даних для сайту електронної комерції може використовувати сегментування на основі діапазону, щоб розділити клієнтів на різні фрагменти на основі їхніх прізвищ.
2. Шардинг на основі хешування: це передбачає використання хеш-функції для відображення даних у різних сегментах на основі певного ключа чи атрибута. Наприклад, платформа соціальних медіа може використовувати шардинг на основі хешу, щоб розподілити користувачів між різними шардами на основі їх імені користувача.
3. Послідовне хешування: це варіант шардингу на основі хешування, який гарантує, що кожен шард містить послідовну підмножину даних, навіть якщо кількість сегментів змінюється. Це може допомогти покращити продуктивність і масштабованість системи.
4. Композитне сегментування: це передбачає використання комбінації шардингу на основі діапазону та хешу для розподілу даних між кількома сегментами. Наприклад, платформа для онлайн-ігор може використовувати складене сегментування, щоб розділити гравців на різні сегменти залежно від їхнього розташування та типу гри.

Шардинг може надати кілька переваг, зокрема:

1. Покращена продуктивність: шляхом розподілу даних між декількома серверами шардинг може допомогти покращити продуктивність системи, зменшивши навантаження на окремі сервери.
2. Масштабованість: шардинг дозволяє горизонтально розбивати дані, що полегшує масштабування системи шляхом додавання додаткових серверів за потреби.
3. Гнучкість: Шардинг можна використовувати для розподілу даних на основі різних атрибутів або ключів, що забезпечує більшу гнучкість у тому, як дані зберігаються та обробляються.
4. Висока доступність: розподіляючи дані між декількома серверами, шардинг може допомогти підвищити доступність системи, зменшуючи ризик єдиної точки збою.

Однак шардинг також має деякі потенційні недоліки, зокрема:

1. Підвищена складність: шардинг може ускладнити систему, оскільки вимагає додаткової інфраструктури та обслуговування.
2. Узгодженість даних: шардинг може ускладнити забезпечення узгодженості даних у різних шардах, оскільки зміни, внесені в один шард, можуть не відразу відображатися в інших сегментах.
3. Затримка мережі: зв’язок між різними шардами може призвести до затримки мережі, що може вплинути на продуктивність системи.
4. Локальність даних: шардинг може ускладнити збереження даних на тому самому сервері або в тому самому місці, що й програма, яка до них звертається, що може вплинути на продуктивність системи.